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Identificazione di un neurotrasmettitore

salute del cervello : Identificazione di un neurotrasmettitore
Un neurotrasmettitore è definito come un messaggero chimico che trasporta, potenzia e bilancia i segnali tra neuroni o cellule nervose e altre cellule del corpo. Questi messaggeri chimici possono influenzare una vasta gamma di funzioni fisiche e psicologiche tra cui frequenza cardiaca, sonno, appetito, umore e paura. Miliardi di molecole di neurotrasmettitori lavorano costantemente per mantenere funzionante il nostro cervello, gestendo qualsiasi cosa, dal respiro al battito cardiaco, ai livelli di apprendimento e concentrazione.

Come funzionano

Affinché i neuroni possano inviare messaggi in tutto il corpo, devono essere in grado di comunicare tra loro per trasmettere segnali. Tuttavia, i neuroni non sono semplicemente collegati tra loro. Alla fine di ogni neurone c'è un piccolo spazio chiamato sinapsi e per comunicare con la cellula successiva, il segnale deve essere in grado di attraversare questo piccolo spazio. Ciò si verifica attraverso un processo noto come neurotrasmissione.

Nella maggior parte dei casi, un neurotrasmettitore viene rilasciato da quello che è noto come il terminale degli assoni dopo che un potenziale d'azione ha raggiunto la sinapsi, un luogo in cui i neuroni possono trasmettere segnali l'un l'altro.

Quando un segnale elettrico raggiunge la fine di un neurone, innesca il rilascio di piccole sacche chiamate vescicole che contengono i neurotrasmettitori. Queste sacche versano il loro contenuto nella sinapsi, dove i neurotrasmettitori si muovono attraverso lo spazio verso le cellule vicine. Queste cellule contengono recettori in cui i neurotrasmettitori possono legarsi e innescare cambiamenti nelle cellule.

Dopo il rilascio, il neurotrasmettitore attraversa il gap sinaptico e si attacca al sito del recettore sull'altro neurone, eccitando o inibendo il neurone ricevente a seconda di quale sia il neurotrasmettitore.

I neurotrasmettitori si comportano come una chiave e i siti dei recettori si comportano come una serratura. Ci vuole la chiave giusta per aprire blocchi specifici. Se il neurotrasmettitore è in grado di funzionare sul sito del recettore, innesca cambiamenti nella cellula ricevente.

A volte i neurotrasmettitori possono legarsi ai recettori e causare la trasmissione di un segnale elettrico lungo la cellula (eccitatorio). In altri casi, il neurotrasmettitore può effettivamente bloccare la continuazione del segnale, impedendo il proseguimento del messaggio (inibitorio).

Quindi cosa succede a un neurotrasmettitore dopo che il suo lavoro è completo ">

  1. Può essere degradato o disattivato dagli enzimi
  2. Può allontanarsi dal recettore
  3. Può essere ripreso dall'assone del neurone che lo ha rilasciato in un processo noto come reuptake

I neurotrasmettitori svolgono un ruolo importante nella vita e nel funzionamento di tutti i giorni. Gli scienziati non sanno ancora esattamente quanti neurotrasmettitori esistono, ma sono stati identificati più di 100 messaggeri chimici.

Cosa fanno

I neurotrasmettitori possono essere classificati in base alla loro funzione:

Neurotrasmettitori eccitatori : questi tipi di neurotrasmettitori hanno effetti eccitatori sul neurone, il che significa che aumentano la probabilità che il neurone spari un potenziale d'azione. Alcuni dei principali neurotrasmettitori eccitatori includono epinefrina e noradrenalina.

Neurotrasmettitori inibitori: questi tipi di neurotrasmettitori hanno effetti inibitori sul neurone; diminuiscono la probabilità che il neurone spari un potenziale d'azione. Alcuni dei principali neurotrasmettitori inibitori includono la serotonina e l'acido gamma-aminobutirrico (GABA).

Alcuni neurotrasmettitori, come acetilcolina e dopamina, possono creare effetti sia eccitatori che inibitori a seconda del tipo di recettori presenti.

Neurotrasmettitori modulatori: questi neurotrasmettitori, spesso indicati come neuromodulatori, sono in grado di colpire contemporaneamente un numero maggiore di neuroni. Questi neuromodulatori influenzano anche gli effetti di altri messaggeri chimici. Laddove i neurotrasmettitori sinaptici vengono rilasciati dai terminali degli assoni per avere un impatto ad azione rapida su altri neuroni del recettore, i neuromodulatori si diffondono su un'area più ampia e sono ad azione più lenta.

tipi

Esistono diversi modi per classificare e classificare i neurotrasmettitori. In alcuni casi, sono semplicemente divisi in monoammine, aminoacidi e peptidi.

I neurotrasmettitori possono anche essere classificati in uno di sei tipi:

Aminoacidi

  • L'acido gamma-aminobutirrico (GABA) funge da principale messaggero chimico inibitorio del corpo. GABA contribuisce alla visione, al controllo motorio e svolge un ruolo nella regolazione dell'ansia. Le benzodiazepine, che vengono utilizzate per il trattamento dell'ansia, funzionano aumentando l'efficienza dei neurotrasmettitori GABA, che possono aumentare le sensazioni di rilassamento e calma.
  • Il glutammato è il neurotrasmettitore più abbondante che si trova nel sistema nervoso dove svolge un ruolo nelle funzioni cognitive come la memoria e l'apprendimento. Quantità eccessive di glutammato possono causare eccitotossicità con conseguente morte cellulare. Questa eccitotossicità causata dall'accumulo di glutammato è associata ad alcune malattie e lesioni cerebrali tra cui la malattia di Alzheimer, ictus e convulsioni epilettiche.

peptidi

  • L'ossitocina è sia un ormone che un neurotrasmettitore. È prodotto dall'ipotalamo e svolge un ruolo nel riconoscimento sociale, nel legame e nella riproduzione sessuale. L'ossitocina sintetica come Pitocin viene spesso utilizzata come ausilio nel travaglio e nel parto. Sia l'ossitocina che Pitocin causano la contrazione dell'utero durante il travaglio.
  • Le endorfine sono neurotrasmettitori che inibiscono la trasmissione dei segnali del dolore e promuovono sensazioni di euforia. Questi messaggeri chimici sono prodotti naturalmente dall'organismo in risposta al dolore, ma possono anche essere innescati da altre attività come l'esercizio aerobico. Ad esempio, sperimentare un "runner's high" è un esempio di sensazioni piacevoli generate dalla produzione di endorfine.
Verywell / Jessica Olah

monoamine

  • L'epinefrina è considerata sia un ormone che un neurotrasmettitore. In generale, l'epinefrina (adrenalina) è un ormone dello stress che viene rilasciato dal sistema surrenalico. Tuttavia, funziona come un neurotrasmettitore nel cervello.
  • La noradrenalina è un neurotrasmettitore che svolge un ruolo importante nella vigilanza è coinvolto nella lotta del corpo o nella risposta al volo. Il suo ruolo è aiutare a mobilitare il corpo e il cervello per agire in tempi di pericolo o stress. I livelli di questo neurotrasmettitore sono generalmente più bassi durante il sonno e più alti durante i periodi di stress.
  • L'istamina agisce come un neurotrasmettitore nel cervello e nel midollo spinale. Svolge un ruolo nelle reazioni allergiche ed è prodotto come parte della risposta del sistema immunitario ai patogeni.
  • La dopamina svolge un ruolo importante nel coordinamento dei movimenti del corpo. La dopamina è anche coinvolta in ricompensa, motivazione e integrazioni. Diversi tipi di droghe che provocano dipendenza aumentano i livelli di dopamina nel cervello. Il morbo di Parkinson, che è una malattia degenerativa che provoca tremori e disturbi del movimento motorio, è causato dalla perdita di neuroni che generano dopamina nel cervello.
  • La serotonina svolge un ruolo importante nella regolazione e modulazione dell'umore, del sonno, dell'ansia, della sessualità e dell'appetito. Gli inibitori selettivi del reuptake della serotonina, di solito indicati come SSRI, sono un tipo di farmaco antidepressivo comunemente prescritto per trattare la depressione, l'ansia, il disturbo di panico e gli attacchi di panico. Gli SSRI lavorano per bilanciare i livelli di serotonina bloccando la ricaptazione della serotonina nel cervello, che può aiutare a migliorare l'umore e ridurre i sentimenti di ansia.

Le purine

  • L'adenosina agisce come neuromodulatore nel cervello ed è coinvolta nella soppressione dell'eccitazione e nel miglioramento del sonno.
  • L'adenosina trifosfato (ATP) funge da neurotrasmettitore nel sistema nervoso centrale e periferico. Svolge un ruolo nel controllo autonomo, nella trasduzione sensoriale e nella comunicazione con le cellule gliali. La ricerca suggerisce che potrebbe anche avere una parte in alcuni problemi neurologici tra cui dolore, traumi e disturbi neurodegenerativi.

Gasotransmitters

  • L'ossido nitrico svolge un ruolo nell'influenzare i muscoli lisci, rilassandoli per consentire ai vasi sanguigni di dilatarsi e aumentare il flusso sanguigno verso determinate aree del corpo.
  • Il monossido di carbonio è generalmente noto come un gas incolore e inodore che può avere effetti tossici e potenzialmente fatali quando le persone sono esposte a livelli elevati della sostanza. Tuttavia, è anche prodotto naturalmente dal corpo in cui funge da neurotrasmettitore che aiuta a modulare la risposta infiammatoria del corpo.

L'acetilcolina

  • L'acetilcolina è l'unico neurotrasmettitore della sua classe. Trovato nel sistema nervoso centrale e periferico, è il principale neurotrasmettitore associato ai motoneuroni. Svolge un ruolo nei movimenti muscolari, nella memoria e nell'apprendimento.

Cosa succede quando i neurotrasmettitori non funzionano correttamente

Come con molti processi del corpo, a volte le cose possono andare male. Forse non sorprende che un sistema vasto e complesso come il sistema nervoso umano sarebbe suscettibile a problemi.

Alcune delle cose che potrebbero andare storte includono:

  • I neuroni potrebbero non produrre abbastanza di un particolare neurotrasmettitore
  • È possibile che venga rilasciato troppo neurotrasmettitore in particolare
  • Troppi neurotrasmettitori possono essere disattivati ​​dagli enzimi
  • I neurotrasmettitori possono essere riassorbiti troppo rapidamente

Quando i neurotrasmettitori sono affetti da malattie o farmaci, ci possono essere diversi effetti avversi sul corpo.

Malattie come l'Alzheimer, l'epilessia e il Parkinson sono associate a deficit di alcuni neurotrasmettitori.

Gli operatori sanitari riconoscono il ruolo che i neurotrasmettitori possono svolgere nelle condizioni di salute mentale, motivo per cui i farmaci che influenzano le azioni dei messaggeri chimici del corpo sono spesso prescritti per aiutare a trattare una varietà di condizioni psichiatriche.

Ad esempio, la dopamina è associata a cose come la dipendenza e la schizofrenia. La serotonina svolge un ruolo nei disturbi dell'umore tra cui depressione e disturbo ossessivo compulsivo. I farmaci, come gli SSRI, possono essere prescritti da medici e psichiatri per aiutare a trattare i sintomi della depressione o dell'ansia. I farmaci sono talvolta usati da soli, ma possono anche essere usati in combinazione con altri trattamenti terapeutici tra cui la terapia cognitivo-comportamentale.

Farmaci che influenzano i neurotrasmettitori

Forse la più grande applicazione pratica per la scoperta e la comprensione dettagliata del funzionamento dei neurotrasmettitori è stata lo sviluppo di farmaci che influiscono sulla trasmissione chimica. Questi farmaci sono in grado di modificare gli effetti dei neurotrasmettitori, che possono alleviare i sintomi di alcune malattie.

  • Agonisti contro antagonisti: alcuni farmaci sono noti come agonisti e funzionano aumentando gli effetti di neurotrasmettitori specifici. Altri farmaci e indicati come antagonisti e agiscono per bloccare gli effetti della neurotrasmissione.
  • Effetti diretti vs effetti indiretti: questi farmaci neuro-agenti possono essere ulteriormente suddivisi in base al fatto che abbiano un effetto diretto o indiretto. Quelli che hanno un effetto diretto funzionano imitando i neurotrasmettitori perché sono molto simili nella struttura chimica. Quelli che hanno un impatto indiretto agiscono agendo sui recettori sinaptici.

I farmaci che possono influenzare la neurotrasmissione includono farmaci usati per trattare malattie tra cui depressione e ansia, come SSRI, antidepressivi triciclici e benzodiazepine.

Droghe illegali come eroina, cocaina e marijuana hanno anche un effetto sulla neurotrasmissione. L'eroina agisce come agonista ad azione diretta, imitando gli oppioidi naturali del cervello abbastanza da stimolare i loro recettori associati. La cocaina è un esempio di farmaco ad azione indiretta che influenza la trasmissione della dopamina.

Identificazione dei neurotrasmettitori

L'effettiva identificazione dei neurotrasmettitori può effettivamente essere piuttosto difficile. Mentre gli scienziati possono osservare le vescicole contenenti neurotrasmettitori, capire quali sostanze chimiche sono immagazzinate nelle vescicole non è così semplice.

Per questo motivo, i neuroscienziati hanno sviluppato una serie di linee guida per determinare se una sostanza chimica debba essere definita come un neurotrasmettitore:

  • La sostanza chimica deve essere prodotta all'interno del neurone.
  • Gli enzimi precursori necessari devono essere presenti nel neurone.
  • Deve esserci abbastanza sostanza chimica presente per avere effettivamente un effetto sul neurone postsinaptico.
  • La sostanza chimica deve essere rilasciata dal neurone presinaptico e il neurone postsinaptico deve contenere recettori a cui la sostanza chimica si legherà.
  • Ci deve essere un meccanismo di ricupero o un enzima presente che ferma l'azione della sostanza chimica.

Una parola da Verywell

I neurotrasmettitori svolgono un ruolo fondamentale nella comunicazione neurale, influenzando tutto, dai movimenti involontari all'apprendimento dell'umore. Questo sistema è sia complesso che altamente interconnesso. I neurotrasmettitori agiscono in modi specifici, ma possono anche essere influenzati da malattie, droghe o persino dalle azioni di altri messaggeri chimici.

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